CN102695239A - 应用于嵌入式平台的服务发现系统及其服务发现方法 - Google Patents
应用于嵌入式平台的服务发现系统及其服务发现方法 Download PDFInfo
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Abstract
应用于嵌入式平台的服务发现系统及其服务发现方法，涉及涉及一种服务发现系统及服务发现方法。为了解决现有自组网协议在嵌入式平台上设计繁琐，程序复杂并且只是单纯的路由建立过程，而没有能够获得实际的服务的问题。应用于嵌入式平台的服务发现系统，该系统是由多个节点组成的传感器网络，每个节点中嵌入有路由请求模块、路由应答模块、路由表建立模块和路由表维护模块；基于上述系统的服务发现方法：为每个嵌入式服务节点设置ID号；源节点广播路由请求消息寻找一条从源节点到目的节点的路由；源节点收到路由应答消息SS_REP后，建立反向路由；源节点对目的节点发出指令获取服务信息；同时，路由表维护模块对路由表进行维护。用于嵌入式平台。
Description
技术领域
本发明涉及一种服务发现系统及服务发现方法，特别涉及一种应用于嵌入式平台的服务发现系统及其服务发现方法。
背景技术
嵌入式系统(Embedded System)，一般指非桌面计算机系统(即非PC、服务器、大中小型机等)，有计算机功能且可以“嵌入”到专用设备并发挥专用功能的计算机设备或器材。它是以应用为中心，软硬件可裁减的，适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗等综合性严格要求的专用计算机系统。简单地说，这种计算机通过和设备的电气连接，并通过在计算机上运行的专用程序对接口进行通讯和控制，使设备成为智能化的设备，比如：基于网络的工业控制器、带彩色显示的智能终端等。嵌入式系统主要由嵌入式处理器为核心的硬件系统、嵌入式操作系统及应用软件系统等组成，它是可独立工作的“器件”。
通过服务发现协议，设备能自动发现网络中相关的服务信息以便使用网络所提供的服务。换言之，服务发现就是寻找提供所需服务的服务提供者的位置，一旦获得所需服务的位置(通常是服务提供者的地址)，用户就可以访问并使用它。对用户而言，服务发现技术可以大大简化终端设备发现以及使用服务的过程，尤其是在动态变化的无线泛在网络，新加入网络的节点对于网络中所提供的服务一无所知，在绝大多数情况下也不可能预先给节点静态配置服务信息。对于这类节点移动性大的网络而言，采用服务发现的方式实现服务的自动发现显得尤为重要。现有自组网协议在嵌入式平台上设计繁琐，程序复杂并且只是单纯的路由建立过程，而没有能够获得实际的服务。
发明内容
本发明为了解决现有自组网协议在嵌入式平台上设计繁琐，程序复杂并且只是单纯的路由建立过程，而没有能够获得实际的服务的问题，本发明提供一种应用于嵌入式平台的服务发现系统及其服务发现方法。
应用于嵌入式平台的服务发现系统，该系统是由多个节点组成的传感器网络，每个节点中嵌入有路由请求模块、路由应答模块、路由表建立模块和路由表维护模块；
路由请求模块：
用于在接收路由请求消息SS_REQ时，判断目的节点是不是本节点，如果不是，广播一个路由请求消息SS_REQ；如果是，则找到目的节点，启动路由应答模块；每个路由请求消息SS_REQ都有一个源节点ID号、目的节点ID号、序列号和TTL，TTL(Time-To-Live)为IP数据包字段，TTL表示该帧的传播跳数；
路由应答模块：
用于建立源节点到目的节点的路由；该目的节点缓存一条回到源节点的路由，并采用单播的方式通过该路由发送路由应答消息SS_REP给源节点；
路由表建立模块：
用于保存该模块所在节点相邻节点的连接状态到路由表里；
用于在接收到相邻节点发送的一条路由应答消息SS_REP时，根据路由应答消息SS_REP检查路由表里是否有一个表项对应到路由应答消息SS_REP对应的目的节点，若没有相应的表项，则根据接收到的路由应答消息SS_REP创建新的表项；
用于在为目的节点创建或更新它的路由表时，根据相邻节点发送的路由应答消息SS_REP检查该节点的路由表里是否有一个表项对应到所述路由应答消息SS_REP的目的节点，若没有相应的表项，则根据接收到的路由应答消息SS_REP创建新的表项；
用于在为目的子网创建或更新它的路由表时，根据相邻节点发送的路由应答消息SS_REP检查该节点的路由表里是否有一个表项对应到所述路由应答消息SS_REP的目的节点，若没有相应的表项，则根据接收到的路由应答消息SS_REP创建新的表项；
表项由要到达节点的ID号、下一跳节点的ID号、序列号和生存时间组成；
路由表维护模块：用于通过广播本地HELLO消息帧进行路由维护；
HELLO消息帧为TTL＝1时的SS_REP帧；
用于在相隔15s时间内本节点没有收到来自相邻节点的HELLO消息帧，则表示该邻居节点所在的路由失效，在路由表中删除相应的路由；
HELLO消息帧还用于监测活跃路径上相邻节点的链接状况，
用于在本节点在一定时间内没有收到活跃路径上的相邻节点发送来的HELLO消息帧时，则该节点与相邻节点的链路已断，该节点向网络广播路由错误信息SS_ERR，通知活跃路径中其他所有节点删除失效路径上相应的路由信息。
基于所述的应用于嵌入式平台的服务发现系统的服务发现方法，它包括如下步骤：
步骤一：根据不同的服务类型，为传感器网络中每个嵌入式服务节点设置ID号；
步骤二：某个源节点向某个嵌入式服务节点发送连接请求，该源节点将广播一个路由请求消息SS_REQ寻找一条从源节点到连接请求中的目的节点的路由：
步骤1：初始化路由请求消息SS_REQ；
步骤2：根据接收到路由请求消息SS_REQ的序列号检查该节点之前是否收到过同样的路由请求消息SS_REQ，
若收到过同样的路由请求消息SS_REQ，则将该路由请求消息SS_REQ丢弃；
若没有收到过同样的路由请求消息SS_REQ，则记录反向路由；
步骤3：判断路由请求消息SS_REQ的目的节点ID号与收到所述路由请求消息SS_REQ的嵌入式服务节点的ID号是否相同，
若相同，则该节点为目的节点，目的节点利用路由应答模块以单播形式沿原路返回一个路由应答消息SS_REP消息，转入步骤三；
若不同，则该节点不是目的节点，则该节点继续向其他节点广播其收到的路由请求消息SS_REQ，转入步骤2；
步骤三：源节点收到路由应答消息SS_REP后，建立反向路由，同时更新路由表；如果该路由之前已存在，则更新该路由为最新路由；如果之前没有此路由信息，则添加此路由信息；
步骤四：源节点对目的节点发出指令获取服务信息；
步骤五：在进行步骤一至步骤四的同时，路由表维护模块对路由表进行维护。
本发明的优点是：
1、程序简单，实现方便，应用在嵌入式平台上，相对于常用的路由协议有节能的好处。
2、针对性更好，在查找所需要的服务时，只需知道目的节点的服务类型即可，不必像传统的协议一样，通过IP查询，通过ID查询目的节点来获得服务，实现简单有效快速。
3、拥有更好的应用价值，有很高的可扩展性。
本发明用于环境监测，中心节点监测周围环境中异常。或者在服务节点的信息不全面时，中心节点可以利用本发明获得服务。
附图说明：
图1为本发明所述的应用于嵌入式平台的服务发现系统的服务发现方法。
具体实施方式
具体实施方式一：本实施方式所述的应用于嵌入式平台的服务发现系统，该系统是由多个节点组成的传感器网络，每个节点中嵌入有路由请求模块、路由应答模块、路由表建立模块和路由表维护模块；
路由请求模块：
用于在接收路由请求消息SS_REQ时，判断目的节点是不是本节点，如果不是，广播一个路由请求消息SS_REQ；如果是，则找到目的节点，启动路由应答模块；每个路由请求消息SS_REQ都有一个源节点ID号、目的节点ID号、序列号和TTL，TTL(Time-To-Live)为IP据包字段，TTL表示该帧的传播跳数；
路由应答模块：
用于建立源节点到目的节点的路由；该目的节点缓存一条回到源节点的路由，并采用单播的方式通过该路由发送路由应答消息SS_REP给源节点；
路由表建立模块：
用于保存该模块所在节点相邻节点的连接状态到路由表里；
用于在接收到相邻节点发送的一条路由应答消息SS_REP时，根据路由应答消息SS_REP检查路由表里是否有一个表项对应到路由应答消息SS_REP对应的目的节点，若没有相应的表项，则根据接收到的路由应答消息SS_REP创建新的表项；
用于在为目的节点创建或更新它的路由表时，根据相邻节点发送的路由应答消息SS_REP检查该节点的路由表里是否有一个表项对应到所述路由应答消息SS_REP的目的节点，若没有相应的表项，则根据接收到的路由应答消息SS_REP创建新的表项；
用于在为目的子网创建或更新它的路由表时，根据相邻节点发送的路由应答消息SS_REP检查该节点的路由表里是否有一个表项对应到所述路由应答消息SS_REP的目的节点，若没有相应的表项，则根据接收到的路由应答消息SS_REP创建新的表项；
表项由要到达节点的ID号、下一跳节点的ID号、序列号和生存时间组成；
路由表维护模块：用于通过广播本地HELLO消息帧进行路由维护；
HELLO消息帧为TTL＝1时的SS_REP帧；
用于在相隔15s时间内本节点没有收到来自相邻节点的HELLO消息帧，则表示该邻居节点所在的路由失效，在路由表中删除相应的路由；
HELLO消息帧还用于监测活跃路径上相邻节点的链接状况，
用于在本节点在一定时间内没有收到活跃路径上的相邻节点发送来的HELLO消息帧时，则该节点与相邻节点的链路已断，该节点向网络广播路由错误信息SS_ERR，通知活跃路径中其他所有节点删除失效路径上相应的路由信息。具体实施方式二：本实施方式是基于具体实施方式一所述的应用于嵌入式平台的服务发现系统的服务发现方法，它包括如下步骤：
步骤一：根据不同的服务类型，为传感器网络中每个嵌入式服务节点设置ID号；
步骤二：某个源节点向某个嵌入式服务节点发送连接请求，该源节点将广播一个路由请求消息SS_REQ寻找一条从源节点到连接请求中的目的节点的路由：
步骤1：初始化路由请求消息SS_REQ；
步骤2：根据接收到路由请求消息SS_REQ的ID号检查该节点之前是否收到过同样的路由请求消息SS_REQ，
若收到过同样的路由请求消息SS_REQ，则将该路由请求消息SS_REQ丢弃；
这样防止路由请求消息SS_REQ无限制充斥在网络中，并避免路由回环的产生；
若没有收到过同样的路由请求消息SS_REQ，则记录反向路由；
步骤3：判断路由请求消息SS_REQ的目的节点ID号与收到所述路由请求消息SS_REQ的嵌入式服务节点的ID号是否相同，
若相同，则该节点为目的节点，目的节点利用路由应答模块以单播形式沿原路返回一个路由应答消息SS_REP消息，转入步骤三；
若不同，则该节点不是目的节点，则该节点继续向其他节点广播其收到的路由请求消息SS_REQ，路由请求消息SS_REQ中的TTL值加1，转入步骤2；
步骤三：源节点收到路由应答消息SS_REP后，建立反向路由，同时更新路由表；如果该路由之前已存在，则更新该路由为最新路由；如果之前没有此路由信息，则添加此路由信息；
步骤四：源节点对目的节点发出指令获取服务信息；
步骤五：在进行步骤一至步骤四的同时，路由表维护模块对路由表进行维护。
当一节点需要另一节点提供服务信息时，则一节点作为源节点向另一节点发送路由请求消息SS_REQ；一节点要向另一节点提交服务信息时，则一节点作为源节点向另一节点发送服务信息；
在步骤二的过程中，当出现节点因为失效或是损坏而出现的不能接收和转发时，节点需要通过定期发送HELLO信息来保持与相邻节点的连通性，当一个节点发现相邻节点出现失效时，则该节点通过路由表中的记录向上一跳节点发送SS_ERR以提示该链路失效，要重新建立路由。具体实施方式三：本实施方式是对具体实施方式二所述的基于应用于嵌入式平台的服务发现系统的服务发现方法的进一步限定，在进行步骤二时，若源节点发送路由请求消息SS_REQ的时间超过5s，还没有收到路由应答消息SS_REP，重新执行步骤二。
具体实施方式四：本实施方式是对具体实施方式三所述的基于应用于嵌入式平台的服务发现系统的服务发现方法的进一步限定，重新执行步骤二三次后，还没有收到路由应答消息SS_REP，则表示路由建立失败，基于应用于嵌入式平台的服务发现系统的服务发现方法结束。
具体实施方式五：本实施方式是对具体实施方式二所述的基于应用于嵌入式平台的服务发现系统的服务发现方法的进一步限定，每个嵌入式服务节点的硬件构造完全相同。
选择天嵌公司的ARM11系列的Real6410作为节点，每个节点具有相同的内存，运算速度和一个无线收发天线。
Claims (5)
1.应用于嵌入式平台的服务发现系统，其特征在于，该系统是由多个节点组成的传感器网络，每个节点中嵌入有路由请求模块、路由应答模块、路由表建立模块和路由表维护模块；
路由请求模块：
用于在接收路由请求消息SS_REQ时，判断目的节点是不是本节点，如果不是，广播一个路由请求消息SS_REQ；如果是，则找到目的节点，启动路由应答模块；每个路由请求消息SS_REQ都有一个源节点ID号、目的节点ID号、序列号和TTL，TTL(Time-To-Live)为IP数据包字段，TTL表示该帧的传播跳数；
路由应答模块：
用于建立源节点到目的节点的路由；该目的节点缓存一条回到源节点的路由，并采用单播的方式通过该路由发送路由应答消息SS_REP给源节点；
路由表建立模块：
用于保存该模块所在节点相邻节点的连接状态到路由表里；
用于在接收到相邻节点发送的一条路由应答消息SS_REP时，根据路由应答消息SS_REP检查路由表里是否有一个表项对应到路由应答消息SS_REP对应的目的节点，若没有相应的表项，则根据接收到的路由应答消息SS_REP创建新的表项；
用于在为目的节点创建或更新它的路由表时，根据相邻节点发送的路由应答消息SS_REP检查该节点的路由表里是否有一个表项对应到所述路由应答消息SS_REP的目的节点，若没有相应的表项，则根据接收到的路由应答消息SS_REP创建新的表项；
用于在为目的子网创建或更新它的路由表时，根据相邻节点发送的路由应答消息SS_REP检查该节点的路由表里是否有一个表项对应到所述路由应答消息SS_REP的目的节点，若没有相应的表项，则根据接收到的路由应答消息SS_REP创建新的表项；
表项由要到达节点的ID号、下一跳节点的ID号、序列号和生存时间组成；
路由表维护模块：用于通过广播本地HELLO消息帧进行路由维护；
HELLO消息帧为TTL＝1时的SS_REP帧；
用于在相隔15s时间内本节点没有收到来自相邻节点的HELLO消息帧，则表示该邻居节点所在的路由失效，在路由表中删除相应的路由；
HELLO消息帧还用于监测活跃路径上相邻节点的链接状况，
用于在本节点在一定时间内没有收到活跃路径上的相邻节点发送来的HELLO消息帧时，则该节点与相邻节点的链路已断，该节点向网络广播路由错误信息SS_ERR，通知活跃路径中其他所有节点删除失效路径上相应的路由信息。
2.基于权利要求1所述的应用于嵌入式平台的服务发现系统的服务发现方法，其特征在于，它包括如下步骤：
步骤一：根据不同的服务类型，为传感器网络中每个嵌入式服务节点设置ID号；
步骤二：某个源节点向某个嵌入式服务节点发送连接请求，该源节点将广播一个路由请求消息SS_REQ寻找一条从源节点到连接请求中的目的节点的路由：
步骤1：初始化路由请求消息SS_REQ；
步骤2：根据接收到路由请求消息SS_REQ的序列号检查该节点之前是否收到过同样的路由请求消息SS_REQ，
若收到过同样的路由请求消息SS_REQ，则将该路由请求消息SS_REQ丢弃；
若没有收到过同样的路由请求消息SS_REQ，则记录反向路由；
步骤3：判断路由请求消息SS_REQ的目的节点ID号与收到所述路由请求消息SS_REQ的嵌入式服务节点的ID号是否相同，
若相同，则该节点为目的节点，目的节点利用路由应答模块以单播形式沿原路返回一个路由应答消息SS_REP消息，转入步骤三；
若不同，则该节点不是目的节点，则该节点继续向其他节点广播其收到的路由请求消息SS_REQ，转入步骤2；
步骤三：源节点收到路由应答消息SS_REP后，建立反向路由，同时更新路由表；如果该路由之前已存在，则更新该路由为最新路由；如果之前没有此路由信息，则添加此路由信息；
步骤四：源节点对目的节点发出指令获取服务信息；
步骤五：在进行步骤一至步骤四的同时，路由表维护模块对路由表进行维护。
3.根据权利要求2所述的应用于嵌入式平台的服务发现系统的服务发现方法，其特征在于，在进行步骤二时，若源节点发送路由请求消息SS_REQ的时间超过5s，还没有收到路由应答消息SS_REP，重新执行步骤二。
4.根据权利要求2所述的应用于嵌入式平台的服务发现系统的服务发现方法，其特征在于，重新执行步骤二三次后，还没有收到路由应答消息SS_REP，则表示路由建立失败，基于应用于嵌入式平台的服务发现系统的服务发现方法结束。
5.根据权利要求2所述的应用于嵌入式平台的服务发现系统的服务发现方法，其特征在于，每个嵌入式服务节点的硬件构造完全相同。
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